(57)【要約】【課題】撮影時に高分解能の投影データを効率よく得ることが可能であり、さらに、小さな検出器サイズのＸ線検出素子を十分に生かすことが可能なＸ線ＣＴ装置およびその制御プログラムを提供する。【解決手段】実施形態のＸ線ＣＴ装置は、コリメータと、制御手段と、Ｘ線管とを有する。コリメータは、被検体に対してＸ線の照射範囲を制限する。Ｘ線管は、Ｘ線の出射面を有し、Ｘ線が照射される側から出射面を見たときの見かけ上の出射面の大きさである実効焦点のサイズがコーン角の一端において小さくなるように、かつ、コーン角の他端に向かって実効焦点のサイズが大きくなるように構成される。制御手段は、コリメータを制御することで、小サイズから大サイズまでのうちの任意の実効焦点を選択可能に構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
天板に載置された被検体に対してＸ線管とＸ線検出器とを被検体の回りに回転させながら、Ｘ線管から広がるようにコーン角を有するＸ線を被検体に対して照射させ、被検体を透過しＸ線検出器により検出されたＸ線に基づき投影データを取得するように構成されたＸ線ＣＴ装置において、
前記被検体に対してＸ線の照射範囲を制限するコリメータと、
前記コリメータを制御する制御手段と、
を有し、
前記Ｘ線管は、Ｘ線の出射面を有し、Ｘ線が照射される側から前記出射面を見たときの見かけ上の出射面の大きさである実効焦点のサイズが前記コーン角の一端において小さくなるように、かつ、前記コーン角の他端に向かって実効焦点のサイズが大きくなるように構成され、
前記制御手段は、前記コリメータを制御することで、小サイズから大サイズまでのうちの任意のサイズの実効焦点を選択するように構成されることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
さらに、前記制御手段は、Ｘ線が照射されるときの条件に応じて前記コリメータを制御することを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
さらに、前記制御手段は、前記コリメータを制御することで、前記小サイズから前記大サイズまでのうちで、任意のサイズの実効焦点から前記任意のサイズと異なるサイズの実効焦点に切り替え可能に構成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
さらに、前記制御手段は、前記Ｘ線管及び前記コリメータを一体的に傾けることにより、前記実効焦点を切り替えることを特徴とする請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
前記Ｘ線検出器は、区分けされた少なくとも二つの範囲を有し、
さらに、前記制御手段は、前記コリメータを制御することで、Ｘ線が前記小サイズの実効焦点から前記二つの範囲の一方の範囲に照射されるＸ線の照射範囲と、Ｘ線が前記大サイズの実効焦点から前記他の範囲に照射されるＸ線の照射範囲と切り替え可能に構成されることを特徴とする請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】
前記Ｘ線検出器は、区分けされた少なくとも二つの範囲を有し、
一方の範囲は、前記一端側の小さなサイズの実効焦点から照射されたＸ線を検出する小さなサイズのＸ線検出素子が配列された小検出範囲を有し、
他方の範囲は、前記他端側の前記小さなサイズの実効焦点以外の実効焦点から照射されたＸ線を検出する大きなサイズのＸ線検出素子が配列された大検出範囲を有し、
前記大検出範囲は、前記小検出範囲に近い側から離れる方向にＸ線検出素子のサイズが段階的に大きくなるように構成され、
前記制御手段は、前記コリメータを制御することで、Ｘ線が小サイズの実効焦点から小検出範囲に照射されるＸ線の照射範囲と、Ｘ線が大サイズの実効焦点から大検出範囲に照射されるＸ線の照射範囲とに切り替え可能に構成されることを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項７】
前記投影データから画像を再構成する再構成手段をさらに有し、
前記制御手段は、前記小サイズの実効焦点からＸ線が照射されたときに取得される第１投影データ、及び／または前記大サイズの実効焦点からＸ線が照射されたときに取得される第２投影データから画像を再構成させるように前記再構成手段を制御する
ことを特徴とする請求項１または請求項６に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項８】
さらに、前記制御手段は、前記制限が解除されるように前記コリメータを制御し、
さらに、前記制御手段は、前記制限を解除させ、かつ、Ｘ線が前記小検出範囲及び前記大検出範囲に照射されるときに取得される第３投影データを用いて画像を再構成させるように前記再構成手段を制御する
ことを特徴とする請求項７に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項９】
さらに、前記制御手段は、前記第３投影データのうち、Ｘ線が前記小検出範囲に照射されるときに取得される投影データから画像を再構成させるように前記再構成手段を制御する
ことを特徴とする請求項８に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１０】
前記Ｘ線管と前記Ｘ線検出器とを前記被検体の体軸回りに回転させながら前記Ｘ線を照射させるとき、前記天板を体軸方向に移動させるように構成されたことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１１】
天板に載置された被検体の体軸を間にして対向配置されたＸ線管とＸ線検出器とを体軸回りに回転させながら、天板を体軸方向に移動させるとともに、Ｘ線管から体軸方向に広がるようにＸ線を被検体に対して照射させるように構成されたＸ線ＣＴ装置の制御プログラムにおいて、
前記Ｘ線ＣＴ装置に内蔵されるコンピュータに、
Ｘ線管の小さなサイズの実効焦点から照射されたＸ線をＸ線検出器において小さなサイズのＸ線検出素子が配列された小検出範囲に検出させ、かつ、Ｘ線管の大きなサイズの実効焦点から照射されたＸ線をＸ線検出器において大きなサイズのＸ線検出素子が配列された大検出範囲に検出させる機能と、
前記小検出範囲及び前記大検出範囲により検出されたＸ線に基づき第３投影データを取得させる機能と、
前記第３投影データを用いて画像を再構成する機能と、
前記第３投影データのうち、前記小検出範囲に検出されたＸ線に基づき取得される投影データから画像を再構成させる機能と、
を実行させる制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、Ｘ線ＣＴ装置およびその制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のＸ線ＣＴ（コンピュータ断層撮影）装置としては、Ｘ線管から被検体に照射され、被検体を透過したＸ線をＸ線検出器により検出して、投影データを収集し、収集した投影データから画像を再構成するものがある（例えば、特許文献１）。
【０００３】
Ｘ線管は、Ｘ線を出射する出射面を有するアノードと、フィラメントを有するカソードとを有している。出射面から被検体の体軸方向に広がるようにコーン角を有するＸ線が被検体に対して照射される。Ｘ線が照射される側から出射面を見たときの見かけ上の大きさである実効焦点の大きさを焦点サイズという場合がある。
【０００４】
焦点サイズは、アノード側から見た場合と、カソード側から見た場合とで異なる。出射面は、アノード側で焦点サイズが小さくなるように、かつ、アノードからカソードに向かって焦点サイズが大きくなるように構成されている。
【０００５】
Ｘ線検出器は、体軸方向及びそれに直交する水平方向の二次元方向にＸ線検出素子が配列され、配列の態様により、均等型、ハイブリッド型、及び、不均等型がある。
【０００６】
均等型のＸ線検出器は、被検体の体軸方向にＸ線検出素子が均一に配列されている。Ｘ線検出素子の体軸方向の大きさを検出器サイズという場合がある。
【０００７】
ハイブリッド型では、Ｘ線検出器の体軸方向の中心部に、小さな検出器サイズのＸ線検出素子が複数列配され、その前後に大きな検出器サイズのＸ線検出素子が所定列ずつ配されている。
【０００８】
不均等型では、小さな検出器サイズから大きな検出器サイズまでのＸ線検出素子が前後対称に配列されている。
【０００９】
なお、小さな焦点サイズの焦点から出射され、被検体を透過したＸ線が大きな検出器サイズのＸ線検出素子により検出されるのでは、撮影時に高分解能を得ることができず、小さな検出器サイズのＸ線検出素子を十分に生かすことができない。以下の説明で、分解能の高い順に「高分解能」、「中分解能」、「低分解能」の語を用いるが、分解能の高低は、相対的に定められるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００９−２８０６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、均等型のＸ線検出器では、撮影時に高分解能を効率よく得るために、Ｘ線検出器の全てのＸ線検出素子に小さな検出器サイズを用いたのでは、非効率であるという問題点があった。
【００１２】
また、ハイブリッド型のＸ線検出器では、中心部の複数列の小さな検出器サイズのＸ線検出素子と小さな焦点サイズの焦点とが必ずしも対応せず、小さな検出器サイズのＸ線検出素子を十分に生かすことができないという問題点があった。
【００１３】
さらに、不均等型のＸ線検出器もハイブリッド型と同様に、小さな検出器サイズのＸ線検出素子を十分に生かすことができないという問題点があった。
【００１４】
さらに、ハイブリッド型のＸ線検出器または不均等型のＸ線検出器を用いたＸ線ＣＴにおいてヘリカル撮影をするとき、次の問題点がある。
【００１５】
ヘリカル撮影では、被検体が載置される天板を間にして対向配置されたＸ線検出器とＸ線管とを回転させながら、天板を体軸方向に移動させるとともに、Ｘ線管から被検体にＸ線を照射させる。第１位置に移動させた天板上の被検体を間にして、小さな焦点サイズの焦点と小さな検出器サイズのＸ線検出素子とが対応するとき、小さな焦点サイズの焦点から照射され、被検体を透過して小さな検出器サイズのＸ線検出素子に検出されたＸ線を基に高分解能の投影データが収集される。さらに、第１位置から第２位置に移動した天板上の被検体を間にして、大きな焦点サイズの焦点と大きな検出器サイズのＸ線検出素子とが対応するとき、大きな焦点サイズの焦点から照射され、被検体を透過して大きな検出器サイズのＸ線検出素子に検出されたＸ線を基に低分解能の投影データが収集される。
【００１６】
すなわち、被検体に関して高分解能の投影データと低分解能の投影データとが混合して収集される。このように混合された投影データに基づいて高解像度の画像を再構成することができない。
したがって、この点からも、小さな検出器サイズのＸ線検出素子を十分に生かすことができないという問題点があった。
また、Ｘ線撮影時に天板を体軸方向に移動させないヘリカル撮影でないときも、同様の問題点があった。
【００１７】
本実施形態は、撮影時に高分解能の投影データを効率よく得ることが可能であり、さらに、小さな検出器サイズのＸ線検出素子を十分に生かすことが可能なＸ線ＣＴ装置およびその制御プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置およびその制御プログラムは、Ｘ線管と、Ｘ線検出器と、コリメータと、制御手段とを有する。コリメータは、被検体に対してＸ線の照射範囲を制限する。制御手段は、コリメータを制御する。Ｘ線管は、Ｘ線の出射面を有し、Ｘ線が照射される側から前記出射面を見たときの見かけ上の出射面の大きさである実効焦点のサイズがコーン角の一端において小さくなるように、かつ、コーン角の他端に向かって実効焦点のサイズが大きくなるように構成される。制御手段は、コリメータを制御することで、小サイズから大サイズまでのうちの任意の実効焦点を選択するように構成される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成を示すブロック図。
【図２】Ｘ線管の概念図。
【図３】体軸方向の一端側に小検出範囲を有するＸ線検出器を示す図。
【図４】各モードで撮影されたときに取得される投影データを示す図。
【図５】Ｘ線検出素子と投影データとを対応付けて示す図。
【図６】検出領域Ｂを用いてＣＴスキャンするときのＸ線検出器の図。
【図７】検出領域Ｃを用いてＣＴスキャンするときのＸ線検出器の図。
【図８】検出領域Ｄを用いてＣＴスキャンするときのＸ線検出器の図。
【図９】Ｘ線ＣＴ装置の動作を示すフローチャート。
【図１０】コリメータの制御を示すフローチャート。
【図１１】再構成を示すフローチャート。
【図１２】比較例に係る均等型のＸ線検出器を示す図。
【図１３】比較例に係るハイブリッド型のＸ線検出器を示す図。
【図１４】第２実施形態において、検出領域Ａ〜Ｄの全部を用いてＣＴスキャンするときの開始時を表すＸ線検出器の図。
【図１５】ＣＴスキャンの終了時を表すＸ線検出器の図。
【図１６】第３実施形態において、小サイズの実効焦点からＸ線を照射するときのＣＴスキャンの図。
【図１７】大サイズの実効焦点からＸ線を照射するときのＣＴスキャンの図。
【図１８】第４実施形態において、小サイズの実効焦点からＸ線を照射するときのＣＴスキャンの図。
【図１９】大サイズの実効焦点からＸ線を照射するときのＣＴスキャンの図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、Ｘ線ＣＴ装置の各種実施形態について図面を参照して説明する。
【００２１】
［第１実施形態］
第１実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成について図１を参照して説明する。図１は、Ｘ線ＣＴ装置の構成を示すブロック図である。
【００２２】
図１に示すように、Ｘ線ＣＴ装置１は、架台（ガントリ）１０とコンソール３０とを有している。
【００２３】
〔架台〕
架台１０は、回転フレーム１２、Ｘ線管１６、コリメータ１７、Ｘ線検出器１８、回転駆動部２０、高電圧発生部２２、及び、データ収集回路（ＤＡＳ）２６を有している。
【００２４】
架台１０の本体は、円環又は円板状の回転フレーム１２を回転可能に支持する。回転フレーム１２の内周側には、天板１４に載置された被検体Ｐが挿入されるスキャン領域が形成される。
【００２５】
図示しない寝台には、天板１４を長手方向（被検体Ｐの体軸方向）に沿って移動させるように天板移動手段２４が設けられている。また、寝台には、天板１４を鉛直方向（上下方向）に沿ってスライドさせる昇降手段（図示省略）が設けられている。
【００２６】
ここで、ＸＹＺ直交座標系を定義する。Ｚ軸は、回転フレーム１２の回転軸に規定される。天板１４は、長手方向がＺ軸方向に平行するように配置される。したがって、被検体Ｐの体軸は、Ｚ軸と平行になる。Ｘ軸は、水平方向の軸に規定され、Ｙ軸は、鉛直方向の軸に規定される。
【００２７】
なお、Ｘ線ＣＴ装置１には、Ｘ線管１６とＸ線検出器１８等とが１体となって被検体の周囲を回転するＲＯＴＡＴＥ／ＲＯＴＡＴＥタイプや、リング状に多数の検出素子が配列され、Ｘ線管１６のみが被検体の周囲を回転するＳＴＡＴＩＯＮＡＲＹ／ＲＯＴＡＴＥタイプ等様々なタイプがあるが、いずれのタイプでも本実施形態は適用可能である。Ｘ線ＣＴ装置１をここでは、ＲＯＴＡＴＥ／ＲＯＴＡＴＥタイプとして説明する。
【００２８】
回転フレーム１２には、Ｘ線管１６、コリメータ１７、及びＸ線検出器１８が設けられている。
【００２９】
回転フレーム１２は、回転駆動部２０からの駆動信号の供給を受けてＸ線管１６、及びＸ線検出器１８を連続回転させる。
【００３０】
（Ｘ線管）
Ｘ線管１６は、高電圧発生部２２から高電圧の印加とフィラメント電流の供給とを受けてＸ線を発生する。
【００３１】
Ｘ線管１６とＸ線検出器１８とは、天板１４に載置された被検体Ｐを挟んで対向するように配置されている。
【００３２】
図２は、Ｘ線管１６の概念図である。図２に示すように、Ｘ線管１６は、Ｘ線を出射する出射面（ターゲット）１６２を有するアノード１６１と、フィラメント１６４を有するカソード１６３とを有している。出射面１６２から被検体の体軸方向に広がるようにコーン角（図２に”β”で示す）を有するＸ線が被検体に対して照射される。図２にハッチングを付して示す焦点サイズ（実効焦点Ｆの大きさ）は、アノード１６１に近い所から見た場合（Ｆ１）と、カソード１６３に近い所から見た場合（Ｆ２）とで異なる。なお、以下の説明では、コーン角の広がりが体軸方向であるものを示すが、体軸方向に限定されないことは言うまでもない。
【００３３】
図２に示すように、出射面は、カソード１６３の方向に対し所定の角度を成す平面であるので、アノード１６１側から見た焦点サイズが小さくなるように、かつ、アノード１６１からカソード１６３に向かって見る方向を変えるに応じて焦点サイズが大きくなるように構成されている。図２に、小さな焦点サイズの焦点、大きな焦点サイズの焦点、及び、中程度の焦点サイズの焦点を、それぞれ”Ｆ１”、”Ｆ２”及び”Ｆ３”で示す。
【００３４】
なお、焦点サイズが小さくなるアノード１６１側を、コーン角βの一端側、または、Ｚ１（図２に示す）側という場合がある。また、焦点サイズが大きくなるカソード１６３側を、コーン角βの他端側、または、Ｚ２（図２に示す）側という場合がある。
【００３５】
（コリメータ）
図１に示すように、コリメータ１７は、Ｘ線が通過する開口１７１を有し、開口１７１の範囲及び位置を調整することにより、被検体に対してＸ線の照射範囲を制限するように構成されている。照射範囲を制限するということは、コーン角βで広がるＸ線の照射範囲から特定方向のＸ線の照射範囲に絞ることを意味する。
【００３６】
（Ｘ線検出器）
次に、Ｘ線検出器１８について図３〜図８を参照して説明する。図３は、体軸方向の一端側に小検出範囲１８１を有するハイブリッド型のＸ線検出器１８を示す図である。ここで、小検出範囲１８１とは、小さな検出器サイズのＸ線検出素子が所定列配された範囲をいう。また、大検出範囲１８２とは、大きな検出器サイズのＸ線検出素子が所定列配された範囲をいう。以下の説明で、検出器サイズの大小は、相対的に定められるものである。
【００３７】
図３に示すように、Ｘ線検出器１８の一端側（Ｚ１側）に小検出範囲１８１が配され、Ｘ線検出器１８の中央部及び他端側（Ｚ２側）に大検出範囲１８２が配されている。
【００３８】
小検出範囲１８１には、体軸方向の大きさである検出器サイズが例えば０．５ｍｍのＸ線検出素子（小さな検出器サイズのＸ線検出素子）が用いられている。小検出範囲１８１は、Ｘ軸方向に複数のＸ線検出素子が配置されたＸ線検出素子群をＺ軸（体軸）方向に所定数列に配置して構成されている。小検出範囲１８１を図３に”Ａ”で示す。以下、”Ａ”を検出領域という場合がある。
【００３９】
大検出範囲１８２は、小検出範囲１８１に近い側から離れる方向にＸ線検出素子のサイズが段階的に大きくなるように構成されている。大検出範囲１８２を図３に”Ｂ”、”Ｃ”、”Ｄ”で示す。以下、”Ｂ”、”Ｃ”、”Ｄ”を検出領域という場合がある。
【００４０】
検出領域Ｂ、Ｃ、Ｄには、小検出範囲１８１に用いられるＸ線検出素子の検出サイズ（例えば、０．５ｍｍ）より大きな検出器サイズのＸ線検出素子が用いられていればよい。ここでは、説明を簡単にするために、検出領域Ｂ、Ｃ、ＤのＸ線検出素子の検出器サイズを、１．０ｍｍ、２．０ｍｍ、４．０ｍｍとする。
【００４１】
これらの検出領域Ｂ、Ｃ、Ｄは、Ｘ軸方向に複数のＸ線検出素子が配置されたＸ線検出素子群をＺ軸（体軸）方向に多列に配置して構成されている。
【００４２】
ヘリカル撮影では、天板１４を体軸方向に移動させるとともに、Ｘ線（コーンビーム）を被検体Ｐに照射させる。
【００４３】
次に、焦点サイズとＸ線検出素子の検出器サイズとの関係について説明する。
先ず、コリメータ１７によりＸ線の照射範囲が制限されることで、例えば、小さな焦点サイズの焦点Ｆ１と検出領域Ａの小さな検出器サイズのＸ線検出素子とが対応する場合について説明する。
【００４４】
焦点Ｆ１からのＸ線は、細いビームとなって、被検体の一部を透過し、小さな検出器サイズのＸ線検出素子により検出される。このとき、焦点Ｆ１以外の焦点からのＸ線は、被検体の一部を透過せず、小さな検出器サイズのＸ線検出素子以外のＸ線検出素子により検出される。Ｘ線検出素子は、被検体の一部以外を検出しないため、被検体の一部を高分解能で撮影することが可能となる。
【００４５】
これに対して、コリメータ１７によりＸ線の照射範囲が制限されることで、例えば、大きな焦点サイズの焦点Ｆ２と検出領域Ａの小さな検出器サイズのＸ線検出素子の複数とが対応する場合について説明する。
【００４６】
焦点Ｆ２からのＸ線は、太いビームとなって、被検体の一部を透過し、小さな検出器サイズのＸ線検出素子により検出される。このとき、太いビームは、被検体の他の部分を透過し、そのＸ線検出素子により検出される。Ｘ線検出素子は、被検体の一部以外も検出してしまうため、被検体の一部を高分解能で撮影することができない。すなわち、低分解能の撮影となる。
【００４７】
したがって、高分解能の撮影を行うためには、コリメータ１７の開口１７１を制御することにより、小さな焦点サイズの焦点Ｆ１と検出領域Ａの小さな検出器サイズのＸ線検出素子とを対応させる必要がある。
【００４８】
また、大きな焦点サイズの焦点Ｆ２と小さな検出器サイズのＸ線検出素子とを対応させたＸ線撮影は、低分解能の撮影となってしまい、小さな検出器サイズのＸ線検出素子を十分に生かすことができない。しかし、大きな焦点サイズの焦点Ｆ２と体軸方向に広範囲に配列された大きな検出サイズのＸ線検出素子とを対応させたＸ線撮影では、低分解能であっても、広範囲の撮影が可能となる。すなわち、低分解能で広範囲の撮影を行うためには、大きな焦点サイズの焦点Ｆ２と体軸方向に広範囲に配列された大きな検出サイズのＸ線検出素子とを対応させる必要がある。
【００４９】
天板移動手段２４は、コンソール３０内のスキャン制御部４１による制御に従って天板１４を所定の速度で移動させる。
【００５０】
被検体へのＸ線の照射時間間隔は、例えば、１秒に１０回である。高電圧発生部２２は、コンソール３０内のスキャン制御部４１による制御に従ってＸ線管１６に高電圧を印加し、フィラメント電流を供給する。
【００５１】
Ｘ線検出器１８は、Ｘ線管１６から発生され撮影領域を透過したＸ線を検出し、検出されたＸ線の強度に応じた信号を生成する。Ｘ線検出器１８には、データ収集回路（ＤＡＳ）２６が接続されている。
【００５２】
データ収集回路２６は、スキャン制御部４１による制御に従ってＸ線検出器１８から電流信号を収集する。データ収集回路２６は、収集された電流信号を増幅し、増幅された電流信号をデジタル変換することによって、デジタル信号である投影データを生成する。投影データは、生成されるたびに非接触データ伝送部（図示省略）を介してコンソール３０に供給される。ＣＴスキャンが繰り返されることで、時系列の投影データが生成され、コンソール３０に供給される。
【００５３】
〔コンソール〕
図１に示すように、コンソール３０は、前処理部３１、再構成部３２、システム制御部４０、スキャン制御部４１、操作部４４、表示部４５、及び、記憶部４６を有している。なお、システム制御部４０及びスキャン制御部４１を制御手段という場合がある。
【００５４】
（前処理部）
前処理部３１は、データ収集回路２６からリアルタイムに供給される投影データに対数変換や感度補正等の前処理を施す。前処理により画像再構成に利用される投影データが生成される。
【００５５】
（再構成部）
再構成部３２は、前処理が施された投影データに基づいて、被検体Ｐに関するＣＴ画像データをリアルタイムで発生する。換言すれば、再構成部３２は、時系列の投影データに基づいて時系列のＣＴ画像データ（ＣＴ値）を再構成する。
【００５６】
Ｘ線ＣＴ装置１により利用される画像再構成法には、フルスキャン法とハーフスキャン法とがある。フルスキャン法では、１スライスのＣＴ画像のデータを再構成するために、被検体の周囲１周、すなわち約２π［ｒａｄ］分の投影データが必要である。また、ハーフスキャン法では、１スライスの画像データを再構成するために、π＋α［ｒａｄ］（α：ファン角）分の投影データが必要である。本実施形態は、フルスキャン法とハーフスキャン法とのいずれの方法も適用可能である。
【００５７】
（システム制御部）
システム制御部４０は、Ｘ線ＣＴ装置１の中枢として機能する。具体的には、システム制御部４０は、記憶部４６に記憶されている制御プログラムを読み出してメモリ上に展開し、展開された制御プログラムに従って各部を制御する。これによりシステム制御部４０は、ＣＴスキャンを実行させることができる。
【００５８】
スキャンモードは、第１モードから第３モードを有する。第１モードは、小さな焦点サイズの焦点Ｆ１と小検出範囲１８１とを対応させるようにコリメータ１７を制限することにより高分解能の撮影をするためのものである。第２モードは、大きな焦点サイズの焦点Ｆ２または中程度の焦点サイズの焦点Ｆ３と大検出範囲１８２とを対応させるようにコリメータ１７を制限することにより中分解能または低分解能の撮影をするためのものである。第３モードは、Ｘ線検出器１８の全部を用いるようにコリメータの制限を解除することにより所望の分解能の撮影をするためのものである。
【００５９】
第１モードから第３モードの各モードとコリメータ１７の開口１７１の範囲及び位置とは対応付けられ、データベースとしてシステム制御部４０の内部メモリまたは記憶部４６に記憶されている。システム制御部４０は、第１モードから第３モードの入力を受けて、対応するコリメータ１７の開口１７１の範囲及び位置をスキャン制御部４１に出力する。
【００６０】
（スキャン制御部）
スキャン制御部４１は、ＣＴスキャンを実行するために架台１０（コリメータ１７、回転駆動部２０、高電圧発生部２２、天板移動手段２４、及びデータ収集回路２６）を制御する。
【００６１】
スキャン制御部４１は、システム制御部４０から出力された開口１７１の範囲及び位置を受けて、コリメータ１７を制御する。
【００６２】
（第１モード）
次に、スキャンモードとして、小検出範囲１８１と小さな焦点サイズの焦点Ｆ１とを対応させてＣＴスキャンする第１モードについて図３を参照して、説明する。
【００６３】
図３は、小検出範囲１８１を用いてＣＴスキャンするときのＸ線検出器１８の図である。図３では、被検体を間にして互いに対応する小検出範囲１８１と小さな焦点サイズの焦点Ｆ１（図２参照）とを示す。
【００６４】
システム制御部４０が第１モードの指示を受けたとき、スキャン制御部４１は、コリメータ１７の開口１７１を制御し、図２における焦点Ｆ１からのＸ線を選択して、小検出範囲１８１に向けて照射させる。それにより、Ｚ１側に配される小検出範囲（小さな検出サイズのＸ線検出素子）１８１と、Ｚ１側の小さな焦点サイズの焦点Ｆ１とが対応させる。そのため、小さな検出器サイズのＸ線検出素子を十分に生かすことが可能となり、さらに、撮影時に高分解能を効率よく得ることができる。
【００６５】
また、スキャン制御部４１は、所定の速度を天板移動手段２４に出力する。天板移動手段２４は、所定の速度で天板１４を移動させる。その移動中も被検体に対して小さな焦点サイズの焦点Ｆ１からＸ線が照射され、透過Ｘ線は、小検出範囲１８１により検出される。
【００６６】
データ収集回路２６は、小検出範囲１８１により検出されたＸ線を基に投影データを収集する。なお、小検出範囲１８１により検出されたＸ線を基に収集された投影データを第１投影データという場合がある。再構成部３２は、第１投影データに基づいて高解像度の画像を再構成する。
【００６７】
次に、第１モードで撮影されたときに取得される投影データについて図４及び図５を参照して説明する。図４は、各検出領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄにおいて、被検体の一部分（一定の大きさ有する）を検出するために用いられるＸ線検出素子数、及び、Ｘ線検出素子により検出されたＸ線に基づいて収集される投影データを示す図、図５はＸ線検出素子と投影データとを対応付けて示す図である。
【００６８】
図４に示すように、検出領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄにおいて、被検体の一部分を検出するために用いられるＸ線検出素子数の比の一例は、６４：１６：４：１である。これらの数値は、前述したように、検出領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの検出器サイズ、０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、２．０ｍｍ、４．０ｍｍに対応している。
【００６９】
Ｘ線検出素子は、比率に対応した実際の個数で表すべきであるが、説明を簡単にするため、図５は比率を１個数で示し、Ａでは６４個、Ｂでは１６個、Ｃでは４個、Ｄでは１個である。
【００７０】
図５に示すように、検出領域Ａが用いられる第１モードにおいて、６４個のＸ線検出素子により検出されたＸ線に基づき収集された投影データを”ａ１”、”ａ２”、・・・、”ａ６４”とする。６４個のＸ線検出素子を用いて、被検体の中の一部分を撮影するため、高分解能の撮影が可能となる。再構成部３２は、これらの６４個の投影データに基づいて、被検体の中の一部分の高解像度の画像を再構成することが可能となる。高解像度の画像に基づいて、例えば、癌などの微細な構造の画像診断を行うことが可能となる。
【００７１】
以上にスキャンモードとして、小検出範囲１８１と小さな焦点サイズの焦点Ｆ１とを対応させてＣＴスキャンする第１モードの例を示した。
【００７２】
（第２モード）
次に、スキャンモードとして、大検出範囲１８２と大きな焦点サイズの焦点Ｆ２または中程度の焦点サイズの焦点Ｆ３とを対応させてＣＴスキャンする第２モードについて図６を参照して、説明する。
【００７３】
図６は検出領域Ｂを用いてＣＴスキャンするときのＸ線検出器１８の図である。図６に被検体を間にして互いに対応する検出領域Ｂと中程度の焦点サイズの焦点Ｆ３とを示す。
【００７４】
システム制御部４０が第２モードを受けたとき、スキャン制御部４１は、開口１７１の位置を初期位置（中心線：図６に示す一点鎖線）からＺ２方向に所定量移動させ、かつ、開口１７１の範囲を初期値から小さくするようにコリメータ１７を制御する。それにより、Ｚ２側に配される検出領域Ｂと、Ｚ２側の焦点Ｆ３とが対応する。
【００７５】
また、スキャン制御部４１は、所定の速度を天板移動手段２４に出力する。天板移動手段２４は、所定の速度で天板１４を移動させる。移動された被検体に対して焦点Ｆ３からＸ線が照射され、検出領域Ｂにより検出されることにより、中分解能で撮影をすることができる。
【００７６】
すなわち、データ収集回路２６は、検出領域Ｂにより検出されたＸ線を基に投影データを収集する。なお、検出領域Ｂにより検出されたＸ線を基に収集された投影データを第２投影データという場合がある。再構成部３２は、第２投影データに基づいて中程度の解像度の画像を再構成する。
【００７７】
次に、検出領域ＣまたはＤを用いてＣＴスキャンするときについて図７及び図８を参照して説明する。図７は、検出領域Ｃを用いてＣＴスキャンするときのＸ線検出器の図、図８は検出領域Ｄを用いてＣＴスキャンするときのＸ線検出器の図である。
【００７８】
図７に、被検体を間にして互いに対応する検出領域Ｃと中程度の焦点サイズの焦点Ｆ３とを示す。また、図８に、被検体を間にして互いに対応する検出領域Ｄと大きな焦点サイズの焦点Ｆ２とを示す。
【００７９】
検出領域Ｃを用いてＣＴスキャンするときも、検出領域Ｂを用いてＣＴスキャンするときと同様である。すなわち、焦点Ｆ３からＸ線が照射され、検出領域Ｃにより検出されることにより、中分解能で撮影をすることができる。データ収集回路２６は、検出領域Ｃにより検出されたＸ線を基に投影データを収集する。なお、検出領域Ｃにより検出されたＸ線を基に収集された投影データを第２投影データという場合がある。再構成部３２は、この第２投影データに基づいて中程度の解像度の画像を再構成する。ここで、検出領域Ｃを用いてＣＴスキャンするときの解像度は、検出領域Ｂを用いてＣＴスキャンするときの解像度より低い。
【００８０】
検出領域Ｄを用いてＣＴスキャンするとき、検出領域Ｄと大きな焦点サイズの焦点Ｆ２とを対応させて、撮影される。それにより、低分解能で撮影をすることができる。データ収集回路２６は、検出領域Ｄにより検出されたＸ線を基に投影データを収集する。なお、検出領域Ｄにより検出されたＸ線を基に収集された投影データを第２投影データという場合がある。再構成部３２は、この第２投影データに基づいて低解像度の画像を再構成する。
【００８１】
第２モードでは、検出領域Ｂ〜Ｄを選択することにより、第１モードより解像度は低いが、被検体を広範囲で撮影することができる。そのため、第２モードでは、解像度より低被ばくが重視される。また、所望段階の分解能の撮影が可能となる。
【００８２】
以上に、検出領域Ｂ、Ｃ、Ｄのいずれかを用いた第２モードのＣＴスキャンについて説明した。これに限らず、第２モードのＣＴスキャンするときに、検出領域Ｂ及びＣ、検出領域Ｃ及びＤ、または、検出領域Ｂ、Ｃ、及びＤのように、二以上の検出領域を組み合わせて用いてもよいことはいうまでもない。
【００８３】
次に、第２モードで撮影されたときに取得される投影データについて図４を参照して説明する。
【００８４】
検出領域Ｂが用いられる第２モードにおいて、検出領域Ｂの１６個のＸ線検出素子により検出されたＸ線に基づき収集された投影データを”ｂ１”、”ｂ２”、・・・、”ａ１６”とする。１６個のＸ線検出素子を用いて、被検体の中の一部分を撮影するため、中分解能の撮影が可能となる。再構成部３２は、これらの１６個の投影データに基づいて、被検体の中の一部分の中程度の解像度の画像を再構成することが可能となる。
【００８５】
さらに、検出領域Ｃが用いられる第２モードにおいて、検出領域Ｃの４個のＸ線検出素子により検出されたＸ線に基づき収集された投影データを”ｃ１”、”ｃ２”、・・・、”ｃ４”とする。４個のＸ線検出素子を用いて、被検体の中の一部分を撮影するため、中分解能の撮影が可能となる。再構成部３２は、これらの４個の投影データに基づいて、被検体の中の一部分の中程度の解像度の画像を再構成することが可能となる。
【００８６】
以上のように、第２モードにおいて、二以上の検出領域を組み合わせることにより、被検体を広範囲にわたり一度で撮影することが可能となる。つまり、ヘリカルスキャンのピッチを広くすることができるので、Ｘ線を照射する時間が少なく、低被ばくで撮影することが可能となる。
【００８７】
さらに、検出領域Ｄが用いられる第２モードにおいて、１個のＸ線検出素子により検出されたＸ線に基づき収集された投影データを”ｄ１”とする。１個のＸ線検出素子を用いて、被検体の中の一部分を撮影するため、低分解能の撮影が可能となる。再構成部３２は、１個の投影データに基づいて、被検体の中の一部分の低解像度の画像を再構成することが可能となる。
【００８８】
先に、検出領域Ｂ及びＣ、検出領域Ｃ及びＤ、または、検出領域Ｂ、Ｃ、及びＤのように、二以上の検出領域を組み合わせて用いられる第２モードのＣＴスキャンをしてもよいことを述べた。
【００８９】
二以上の検出領域を組み合わせて用いられる第２モードで、撮影されたときに取得される投影データについて図４を参照して説明する。
【００９０】
一例として、検出領域Ｂ及びＣを組み合わせたときの投影データについて図４及び図５を参照して説明する。
【００９１】
前述したように、検出領域Ｂ、ＣのＸ線検出素子を用いて被検体の一部分を検出するときの投影データについて、検出領域Ｂでは、”ｂ１”、”ｂ２”、・・・、”ａ１６”であり、また、検出領域Ｃでは、”ｃ１”、”ｃ２”、・・・、”ｃ４”である。
【００９２】
図５に示すように、検出領域Ｂの”ｂ１”〜”ｂ４”と検出領域Ｃの”ｃ１”とが対応し、検出領域Ｂの”ｂ５”〜”ｂ８”と検出領域Ｃの”ｃ２”とが対応し、検出領域Ｂの”ｂ９”〜”ｂ１２”と検出領域Ｃの”ｃ３”とが対応し、検出領域Ｂの”ｂ１３”〜”ｂ１６”と検出領域Ｃの”ｃ４”とが対応する。
【００９３】
これらの投影データを合成したものが、検出領域Ｂ及びＣを組み合わせたときの投影データとなる。例えば、合成された投影データは、投影データの平均値により求められ、次の式で表される。
ｃ１ａ＝（（ｂ１＋ｂ２＋ｂ３＋ｂ４）／４＋ｃ１）／２                （１）
ｃ２ａ＝（（ｂ５＋ｂ６＋ｂ７＋ｂ８）／４＋ｃ２）／２                （２）
ｃ３ａ＝（（ｂ９＋ｂ１０＋ｂ１１＋ｂ１２）／４＋ｃ３）／２          （３）
ｃ４ａ＝（（ｂ１３＋ｂ１４＋ｂ１５＋ｂ１６）／４＋ｃ４）／２        （４）
ここで、”ｃ１ａ”、ｃ２ａ”、”ｃ３ａ”、”ｃ４ａ”は、合成された投影データの各値を示す。なお、投影データ”ｂ１”〜”ｂ１６”、”ｃ１”〜”ｃ４”に重み付けをしてもよい。
【００９４】
同じようにして、検出領域Ｃ及びＤ、並びに、検出領域Ｂ、Ｃ、及びＤを組み合わせたときの投影データについても、求めることが可能となる。
【００９５】
（操作部）
操作部４４は、操作者からの各種指令や情報入力を受け付ける。例えば、操作部４４は、ユーザにより入力デバイスを介して、スキャンモードを入力する。入力デバイスとしては、キーボードやマウス、スイッチ等が利用可能である。
【００９６】
（表示部）
表示部４５は、ＣＴ画像を表示デバイスに表示する。表示デバイスとしては、例えばＣＲＴディスプレイや、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイ等が利用可能である。
【００９７】
（記憶部）
記憶部４６は、投影データやＣＴ画像のデータを記憶する。また、記憶部４６は、制御プログラムを予め記憶する。
【００９８】
〔動作〕
次に、Ｘ線ＣＴ装置１により実行されるＣＴスキャンついて図９、図１０、図１１を参照して説明する。図９は、Ｘ線ＣＴ装置１の動作を示すフローチャート、図１０はコリメータ１７の制御を示すフローチャート、図１１は再構成を示すフローチャートである。
【００９９】
（Ｓ１０１：モードを判断する）
操作部４４の操作により、第１モードから第３モードがシステム制御部４０に入力される。なお、Ｘ線の照射範囲の制限が解除され、検出領域Ａ〜Ｄの全部を用いてＣＴスキャンする第３モードについては後述する。
【０１００】
図９に示すように、システム制御部４０は、モードが入力されたかどうかを判断する。ここで、操作部４４の操作により、第２モードが入力されるとき、さらに、操作部４４の操作により、検出領域Ｂ〜Ｄのいずれ一つまたは二以上が入力される。
【０１０１】
（Ｓ１０２：開口の範囲等を求める）
システム制御部４０は、入力されたモードに対応するコリメータ１７の開口１７１の範囲及び位置を求め、求めた開口１７１の範囲等をスキャン制御部４１に出力する。
【０１０２】
（Ｓ１０３：開口を制御する）
スキャン制御部４１は、入力されたモードに対応するコリメータ１７の開口１７１の範囲及び位置に基づき、コリメータ１７を制御する。開口１７１の範囲及び位置が調整されることにより、検出領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄのいずれかと焦点Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３とを対応させることが可能となる。
【０１０３】
図１０に示すように、コリメータの制御において、第１モードが入力されたとき（図１０に示すＣＡＳＥ１）、第１モードでコリメータが制御される。すなわち、スキャン制御部４１は、検出領域Ａと焦点Ｆ１とを対応させるようにコリメータ１７の開口１７１を制御する。
【０１０４】
さらに、第２モードが入力され、かつ、検出領域が選択されたとき（図１０に示すＣＡＳＥ２）、第２モードでコリメータが制御される。すなわち、スキャン制御部４１は、選択された検出領域と焦点Ｆ２とを対応させるようにコリメータ１７の開口１７１を制御する。
【０１０５】
（Ｓ１０４：Ｘ線撮影）
第１モードが入力されたとき、小検出範囲１８１は、小さな焦点サイズの焦点Ｆ１から出射され、被検体を透過したＸ線を検出する。それにより、撮影時に高分解能を得ることができる。
【０１０６】
第２モードが入力され、かつ、検出領域が選択されたとき、選択された検出領域は、中程度の焦点サイズの焦点Ｆ３または大きな焦点サイズの焦点Ｆ２から出射され、被検体を透過したＸ線を検出する。それにより、撮影時に中分解能または低分解能を得ることができる。
【０１０７】
（Ｓ１０５：再構成）
図１１に示すように、第１モードが入力されたとき（図１１に示すＣＡＳＥ１）、ＤＡＳ２６は、小検出範囲１８１により検出されたＸ線から投影データを収集する。再構成部３２は、投影データに基づいて画像を再構成する。それにより、高解像度の画像を取得することができる。
【０１０８】
第２モードが入力され、かつ、検出領域が選択されたとき（図１１に示すＣＡＳＥ２）、ＤＡＳ２６は、選択された検出領域により検出されたＸ線から投影データを収集する。再構成部３２は、投影データに基づいて画像を再構成する。それにより、中程度の解像度または低解像度の画像を取得することができる。
【０１０９】
ここで、図３から図８に示す本実施形態に係るＸ線検出器１８の比較例を挙げて説明する。図１２は、比較例に係る均等型のＸ線検出器１８を示す図である。図１２に示すように、均等型のＸ線検出器１８は、１．０ｍｍの大きな検出器サイズのＸ線検出素子がＸ−Ｚ方向に均一に配列されている。すなわち、Ｘ線検出器１８の全体が大検出範囲１８２から構成されている。
【０１１０】
図１２に示すＸ線検出器１８では、全体が大検出範囲１８２から構成されているため、開口１７１の範囲及び位置を調整しても、大検出範囲１８２と小さな焦点サイズの焦点Ｆ１とが対応さするが、大検出範囲１８２と小さな焦点サイズの焦点Ｆ１とを対応させても、撮影時に高分解能を得ることができない。
【０１１１】
一方で、図１２に示すＸ線検出器１８の全てのＸ線検出素子に小さな検出器サイズを用いたのでは、非効率である。
【０１１２】
これに対して、図３に示すＸ線検出器１８において、Ｘ線検出器１８の一端側に小検出範囲１８１を設け、その小検出範囲１８１と小さな焦点サイズの焦点Ｆ１とを対応させることで、撮影時に高分解能を得ることができる。また、高分解能の撮影ばかりでなく、検出領域Ｂ〜Ｄのいずれか一つと中程度の焦点サイズの焦点Ｆ３または大きな焦点サイズの焦点Ｆ２とを対応させることで、所望段階の分解能で撮影をすることが可能となる。さらに、検出領域Ｂ〜Ｄのうちの二以上の検出領域を組み合わせることにより、被検体を広範囲で撮影することが可能となる。
【０１１３】
さらに、本実施形態に係るＸ線検出器１８について比較例を挙げて説明する。図１３は、比較例に係るハイブリッド型のＸ線検出器１８を示す図である。図１３に示すように、Ｘ線検出器１８の体軸方向の中心部に小検出範囲１８１が配列され、小検出範囲１８１の前後に大検出範囲１８２が配列されている。
【０１１４】
Ｘ線検出器１８の体軸方向（Ｚ方向）の中心部に小検出範囲１８１が配される比較例のＸ線検出器１８では、小検出範囲１８１には中程度の焦点サイズの焦点Ｆ３が対応していて、必ずしも小さな焦点サイズの焦点Ｆ１が対応せず、小さな検出器サイズのＸ線検出素子を十分に生かすことができない。
【０１１５】
これに対して、図３に示すＸ線検出器１８において、Ｘ線検出器１８の一端側に小検出範囲１８１を設け、その小検出範囲１８１と小さな焦点サイズの焦点Ｆ１とを対応させたので、小さな検出器サイズのＸ線検出素子を十分に生かすことができる。
【０１１６】
［第２実施形態］
前記第１実施形態では、スキャンモードとして、小検出範囲１８１と小さな焦点サイズの焦点Ｆ１とを対応させてＣＴスキャンする第１モード、及び、大検出範囲１８２と大きな焦点サイズの焦点Ｆ２または中程度の焦点サイズの焦点Ｆ３とを対応させてＣＴスキャンする第２モードについて説明した。第１モードによれば高分解能で撮影が可能となる。また、第２モードによれば、所望段階の分解能で撮影が可能となり、また、被検体を広範囲で撮影が可能となる。
【０１１７】
第１モード及び第２モードの他に、スキャンモードには、Ｘ線検出器１８の全部を用いてＣＴスキャンする第３モードがある。第３モードにすることで、高分解能で撮影された投影データ及び、低分解能の撮影された投影データを同時に得ることができ、同時に得られた投影データを用いて画像を再構成し、その画像で癌などの病変部の画像診断を行い。病変部の場所の高解像度が欲しいときは、高分解能で撮影された投影データを用いて高解像度の画像を再構成することが可能となる。
【０１１８】
次に、第２実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１について図１４及び図１５を参照して説明する。なお、第２実施形態においては、第１実施形態と異なる構成について主に説明し、同じ構成の説明を省略する。図１５は、ＣＴスキャンの終了時を表すＸ線検出器の図である。
【０１１９】
図１４は検出領域Ａ〜Ｄの全部を用いて被検体の頭部及び胸部をＣＴスキャンするときの開始時を表すＸ線検出器の図である。
【０１２０】
スキャン制御部４１は、システム制御部４０から出力された第３モード（開口１７１の範囲及び位置）を受けて、コリメータ１７を制御する。スキャン制御部４１は、焦点Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３からのＸ線を検出領域Ａ〜Ｄの全部に照射させるようにコリメータ１７の開口１７１を制御する。Ｘ線により照射された検出領域Ａ〜Ｄの全部を図１４に示す。
【０１２１】
図１４に示すように、Ｘ線管１６の焦点Ｆ１と検出領域Ａとが対応し、焦点Ｆ３と検出領域Ｂとが対応し、焦点Ｆ３と検出領域Ｃとが対応し、焦点Ｆ２と検出領域Ｄとが対応する。
【０１２２】
ヘリカル撮影では、スキャン制御部４１は、天板１４を体軸方向（Ｚ２方向：図１５に示す天板１４の位置の方向）に移動させるとともに、Ｘ線（コーンビーム）を被検体Ｐに照射させる。それにより、被検体Ｐを透過したＸ線が各検出領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄにより検出される。
ＤＡＳ２６は、各検出領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄにより検出されたＸ線に基づいて投影データを収集する。
【０１２３】
次に、第３モードで撮影されたときに取得される投影データについて図４を参照して説明する。
【０１２４】
図４に、検出領域Ａのうちの６４個のＸ線検出素子により検出されたＸ線に基づき収集された投影データを”ａ１”、”ａ２”、・・・、”ａ６４”で示す。また、検出領域Ｂのうちの１６個のＸ線検出素子により検出されたＸ線に基づき収集された投影データを”ｂ１”、”ｂ２”、・・・、”ａ１６”で示す。さらに、検出領域Ｃのうちの４個のＸ線検出素子により検出されたＸ線に基づき収集された投影データを”ｃ１”、”ｃ２”、・・・、”ｃ４”で示す。さらに、検出領域Ｄのうちの１個のＸ線検出素子により検出されたＸ線に基づき収集された投影データを”ｄ１”で示す。
【０１２５】
これらの投影データは合成される。合成された投影データについて図５を参照して説明する。
【０１２６】
（検出領域Ａ、Ｂの対応）
図５に示すように、検出領域Ａの”ａ１”〜”ａ４”と検出領域Ｂの”ｂ１”とが対応し、検出領域Ａの”ａ５”〜”ａ８”と検出領域Ｂの”ｂ２”とが対応し、検出領域Ａの”ａ９”〜”ａ１２”と検出領域Ｂの”ｂ３”とが対応し、検出領域Ａの”ａ１３”〜”ａ１６”と検出領域Ｂの”ｂ４”とが対応する。以下、同じようにして、検出領域Ａの投影データと検出領域Ｂの投影データとが対応する。最後に、検出領域Ａの”ａ６１”〜”ａ６４”と検出領域Ｂの”ｂ１６”とが対応する。
【０１２７】
（検出領域Ｂ、Ｃの対応）
検出領域Ｂの投影データと検出領域Ｃの投影データとが対応することは、検出領域Ｂ及びＣを組み合わせて用いられる第２モードのところで前述した。
【０１２８】
（検出領域Ｃ、Ｄの対応）
図５に示すように、検出領域Ｃの”ｃ１”〜”ｃ４”と検出領域Ｄの”ｄ１”とが対応する。
【０１２９】
これらの投影データを合成したものが、検出領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを組み合わせたときの投影データとなる。例えば、合成された投影データは、投影データの平均値により求められ、次の式で表される。
ｄ１ａ＝（（ａ１〜ａ６４）／６４＋（ｂ１〜ｂ１６）／１６
＋（ｃ１〜ｃ４）／４＋  ｄ１）／４                          （５）
ここで、”ｄ１ａ”は、合成された投影データの値を示す。また、（ａ１〜ａ６４）は（ａ１＋ａ２＋・・・＋ａ６４）を示し、（ｂ１〜ｂ１６）は（ｂ１＋ｂ２＋・・・＋ｂ１６）を示し、（ｃ１〜ｃ４）は（ｃ１＋ｃ２＋・・・＋ｃ４）を示す。なお、投影データ”ａ１”〜”ａ６４”、 ”ｂ１”〜”ｂ１６”、”ｃ１”〜”ｃ４”に重み付けをしてもよい。ここで、合成される前の各投影データを第３投影データ、合成された投影データを第４投影データという場合がある。
【０１３０】
〔動作〕
次に、Ｘ線ＣＴ装置１により実行されるＣＴスキャンついて図９、図１０、図１１を参照して説明する。ここでは、操作部４４の操作により第３のモードがシステム制御部４０に入力されたものとして説明する。
【０１３１】
システム制御部４０は、入力されたモードを判断し（Ｓ１０１）、入力されたモードに対応するコリメータ１７の開口１７１の範囲及び位置を求め、求めた開口１７１の範囲等をスキャン制御部４１に出力する（Ｓ１０２）。
【０１３２】
スキャン制御部４１は、入力されたモードに対応するコリメータ１７の開口１７１の範囲及び位置に基づき、コリメータ１７を制御する（Ｓ１０３）。
【０１３３】
図１０に示すように、コリメータの制御において、第３モードが入力されたとき（図１０に示すＣＡＳＥ３）、第３モードでコリメータが制御される。すなわち、スキャン制御部４１は、検出領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの全部と焦点Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３の全部とを対応させるようにコリメータ１７の開口１７１を制御する。
【０１３４】
第３モードでＸ線撮影をする（Ｓ１０４）。このとき、検出領域Ａは、小さな焦点サイズの焦点Ｆ１から出射され、被検体を透過したＸ線を検出する。検出領域Ｂは、中程度の焦点サイズの焦点Ｆ３から出射され、被検体を透過したＸ線を検出する。検出領域Ｃは、中程度の焦点サイズの焦点Ｆ３から出射され、被検体を透過したＸ線を検出する。検出領域Ｄは、大きな焦点サイズの焦点Ｆ２から出射され、被検体を透過したＸ線を検出する。
【０１３５】
図１１に示すように、第３モードが入力されたとき（図１１に示すＣＡＳＥ３）、ＤＡＳ２６は、各検出領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄにより検出されたＸ線から投影データを収集する。再構成部３２は、投影データに基づいて画像を再構成する。
【０１３６】
再構成部３２が画像を再構成するとき、合成される前の第３投影データを用いてもよく、合成された第４投影データを用いてもよい。
【０１３７】
例えば、再構成部３２は、合成された第４投影データを用いた画像の再構成を自動的に行うようにし、さらに、操作部４４の入力を受けて、合成される前の第３投影データを用いた画像の再構成を行うようにしてもよい。
【０１３８】
再構成部３２は、合成された第４投影データを用いて画像を再構成し、その画像で癌などの病変部の画像診断を行うことができる。さらに、合成される前の第３投影データ（例えば、検出領域Ａにより検出されたＸ線を基に収集された投影データ）を用いた画像を再構成し、その高解像度の画像を用いて、病変部の位置の画像診断を行うことができる。
【０１３９】
これに限らず、例えば、合成される前の第３投影データを用いた画像の再構成、及び、合成された第４投影データを用いた画像の再構成をそれぞれ予め定められた順番で自動的に行うようにしてもよい。
【０１４０】
［第３実施形態］
次に、第３実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１について図１６及び図１７を参照して説明する。前記第３実施形態において、前記実施形態と異なる構成について主に説明し、同じ構成については、同一番号を付し、その説明を省略する。
【０１４１】
前記実施形態のＸ線ＣＴ装置１では、Ｘ線撮影をするときに、Ｘ線管１６とＸ線検出器１８とを体軸回りに回転させながら、天板１４を体軸方向に移動させるヘリカルスキャンにおいて、制御手段によりコリメータ１７を制御することにより、異なるサイズの実効焦点からＸ線検出素子のサイズを異ならせたサイズが小さな小検出範囲１８１及び大きな大検出範囲１８２を含む所定の検出領域にＸ線を照射させることにより、所望の投影データを取得可能に構成した。これに対し、第３実施形態のＸ線ＣＴ装置１では、Ｘ線撮影をヘリカルスキャンに限定せず、検出領域の全部をＸ線検出素子のサイズが均一にし、Ｘ線を実効焦点から均一の検出領域に照射することで、所望の投影データを取得可能に構成する。
【０１４２】
制御手段は、コリメータ１７を制御することで、小サイズから大サイズまでのうちの任意のサイズの実効焦点を選択するように構成される。
【０１４３】
図１６は小サイズの実効焦点からＸ線を照射するときのＣＴスキャンの図である。図１６に示すように、Ｘ線検出器１８は、サイズが均一なＸ線検出素子により構成された検出領域を有する。この検出領域は、全部の検出領域のうちアノード側の端に位置し、これをＦ１側の検出領域と称する。この検出領域は、Ｘ線検出素子のサイズが均一であれば、どのようなサイズであってもよい。この検出領域は、例えば、前記実施形態の検出領域Ａ〜Ｄのいずれのサイズに相当してもよいが、ここでは、前記実施形態の検出領域Ｂのサイズに相当する。このため、この検出領域を図１６に“Ｂ”を付して示す（以下、同じ）。
【０１４４】
制御手段は、アノード側に位置する小サイズの実効焦点からＦ１側の検出領域ＢにＸ線を照射されるようにコリメータ１７を制御する。Ｘ線を小サイズの実効焦点からＦ１側の検出領域Ｂに照射させたので、ＣＴスキャンで取得される投影データの分解能を高くし、例えば、肺の結節影を明確にすることが可能となる（結節影を図１６にハッチングを付して示す）。
【０１４５】
なお、図１６に示すＣＴスキャンは、天板１４を移動させながらＸ線を照射するヘリカルスキャンに限定するものではないが、このＣＴスキャンをヘリカルスキャンとし、例えば、肺の全体範囲（図１６に示す“Ｔ１”）を撮影するようにしてもよい。
【０１４６】
図１７は大サイズの実効焦点からＸ線を照射するときのＣＴスキャンの図である。図１７に示すように、ここでの検出領域Ｂは、全部の検出領域のうちカソード側の端に位置し、これをＦ２側の検出領域と称する。カソード側に位置する大サイズの実効焦点からのＸ線をＦ２側の検出領域Ｂに照射させたので、ＣＴスキャンで取得される投影データのノイズを低減し、画像の濃度差を明確にし、例えば、肝臓ＣＴ影を明確にすることが可能となる（影を図１７にハッチングを付して示す）。
【０１４７】
同様に、図１７に示すＣＴスキャンをヘリカルスキャンとし、例えば、頭部から大腿部まで（図１７に示す“Ｔ２”）を撮影するようにして、病巣の転移等を診断可能にしてもよい。
【０１４８】
なお、コリメータの制御は特に限定されるものではないが、制御手段は、Ｘ線が照射されるときの条件（スキャンプランと称される）に応じてコリメータを制御するように構成してもよい。
【０１４９】
また、制御手段は、コリメータ１７を制御することにより、小サイズから大サイズまでのうちで、任意のサイズの実効焦点（例えば図１６に示す実効焦点）と、それとは異なるサイズの実効焦点（例えば、図１７に示す実効焦点）とを切り替え可能に構成されてもよい。
【０１５０】
例えば、ヘリカルスキャン中に、実効焦点を切り替えることにより、高分解能の投影データを取得するときは、小サイズの実効焦点で撮影し、低ノイズの投影データを取得するときは、大サイズの実効焦点で撮影するように、制御手段がコリメータ１７を制御するように構成してもよい。
【０１５１】
なお、小サイズの実効焦点からＦ１側の検出領域ＢにＸ線を照射し、大サイズの実効焦点からＦ２側の検出領域ＢにＸ線を照射するものを示したが、これに限らないことは言うまでもない。
【０１５２】
［第４実施形態］
次に、第４実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１について図１８及び図１９を参照して説明する。前記第４実施形態において、前記実施形態と異なる構成について主に説明し、同じ構成については、同一番号を付し、その説明を省略する。
【０１５３】
前記実施形態では、コリメータを制御することにより、実効焦点のサイズを変更する（切り替える）ように構成された制御手段（システム制御部４０及びスキャン制御部４１）を示した。
【０１５４】
この第４実施形態では、Ｘ線管１６及びコリメータ１７を一体的に傾けることにより、実効焦点のサイズを変更する（切り替える）ように制御手段が構成される。
【０１５５】
図１８は小サイズの実効焦点からＸ線を照射するときのＣＴスキャンの図である。図１８に示すように、Ｘ線検出器１８は、サイズが均一なＸ線検出素子により構成された検出領域を有する。この検出領域は、全部の検出領域のうちアノード側の端に位置し、これをＦ１側の検出領域と称する。この検出領域は、Ｘ線検出素子のサイズが均一であれば、どのようなサイズであってもよい。この検出領域は、例えば、前記実施形態の検出領域Ａ〜Ｄのいずれのサイズに相当してもよい。
【０１５６】
制御手段は、Ｘ線管１６及びコリメータ１７を一体的に傾けることにより、アノード側に位置する小サイズの実効焦点からＦ１側の検出領域ＢにＸ線を照射されるように制御する。図１８では、制御手段は、実効焦点を小サイズにするように、Ｘ線管１６及びコリメータ１７を図１８において時計回りの方向に傾ける。Ｘ線を小サイズの実効焦点からＦ１側の検出領域Ｂに照射させたので、ＣＴスキャンで取得される投影データの分解能を高くし、例えば、肺の結節影を明確にすることが可能となる（結節影を図１８にハッチングを付して示す）。
【０１５７】
なお、図１８に示すＣＴスキャンは、天板１４を移動させながらＸ線を照射するヘリカルスキャンに限定するものではないが、このＣＴスキャンをヘリカルスキャンとし、例えば、肺の全体範囲（図１８に示す“Ｔ１”）を撮影するようにしてもよい。
【０１５８】
図１９は大サイズの実効焦点からＸ線を照射するときのＣＴスキャンの図である。図１９に示すように、ここでの検出領域Ｂは、全部の検出領域のうちカソード側の端に位置し、これをＦ２側の検出領域と称する。図１９では、制御手段は、実効焦点を大サイズにするように、Ｘ線管１６及びコリメータ１７を図１９において反時計回りの方向に傾ける。カソード側に位置する大サイズの実効焦点からのＸ線をＦ２側の検出領域Ｂに照射させたので、ＣＴスキャンで取得される投影データのノイズを低減し、画像の濃度差を明確にし、例えば、肝臓ＣＴ影を明確にすることが可能となる（影を図１９にハッチングを付して示す）。
【０１５９】
同様に、図１９に示すＣＴスキャンをヘリカルスキャンとし、例えば、頭部から大腿部まで（図１９に示す“Ｔ２”）を撮影するようにして、病巣の転移等を診断可能にしてもよい。
【０１６０】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【０１６１】
Ａ  検出領域
Ｂ  検出領域
Ｃ  検出領域
Ｄ  検出領域
１  Ｘ線ＣＴ装置
１０  撮影機構
１２  回転フレーム
１４  天板
１６  Ｘ線管
１６１  アノード
１６２  出射面（ターゲット）
１６３  カソード
１６４  フィラメント
１７  コリメータ
１８  Ｘ線検出器
１８１  小検出範囲
１８２  大検出範囲
２０  回転駆動部
２２  高電圧発生部
２４  天板移動手段
２６  データ収集回路（ＤＡＳ）
３０  コンソール
３１  前処理部
３２  再構成部
４０  システム制御部
４１  スキャン制御部
４４  操作部
４５  表示部
４６  記憶部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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